基于数字图像处理技术的煤层瓦斯渗流过程数值模拟

在考虑克林肯伯格(Klinkenberg)效应、瓦斯解吸效应以及煤层压缩性对于煤层渗透性影响的基础上,提出煤层瓦斯运移的气-固耦合方程.利用基于数字图像的技术进行煤体非均匀结构特征的数值表征,通过数值分析研究了煤层内部结构对于瓦斯运移规律的影响,探讨煤层孔隙结构的非均匀性对于瓦斯运移过程的控制机制.研究表明,基于数字图像的技术是进行煤体的非均匀性表征的一个手段;克林肯伯格(Klinkenberg)效应、瓦斯解吸效应和煤层的骨架受力变形都是控制瓦斯运移的重要因素.

煤层渗透性变化影响因素分析

研究了应力、克林肯伯格效应、煤基质收缩效应对煤层渗透性的影响。研究表明,随着煤层瓦斯的解吸,孔隙压力的降低,煤基质发生收缩,吸附膨胀变形减小,渗透率将增大;体积应力的增加,在孔隙瓦斯压力保持不变的情况下,有效应力将增加,煤层瓦斯的渗透率随之减小;由于克林肯伯格效应的存在,从而增加瓦斯气体的流速,使得煤层的渗透性有所改善。对各影响因素的研究,对于防治矿井瓦斯灾害、合理利用煤层气资源具有重要意义。

页岩储层裂缝渗透率动态变化研究

在页岩气藏开采过程中,页岩储层的渗透性随孔隙压力的降低而发生变化。分析有效应力效应、基质收缩效应和克林肯伯格效应对页岩渗透率的影响,在此基础上建立页岩裂缝渗透率动态变化模型,综合研究页岩储层裂缝渗透率的动态变化规律。研究结果表明:开采初期,页岩储层压力降低,有效应力的影响显著;开采中期,当页岩储层压力降低到气体临界解吸压力后,页岩吸附气不断解吸,基质收缩效应开始影响裂缝的渗透性;开采后期,在低压环境下克林肯伯格效应成为主导影响因素。